JPH08272253A - フューザ部材及びフュージングシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 寿命の長い熱伝導性のフューザ部材を提供す
る。 【解決手段】 本発明のフューザ部材１は、ベース部材
４と表面層２を含む。該表面層は、フルオロエラストマ
ーと約０．５〜約１５μｍの平均粒径を有するアルミナ
充填剤とを含む。該アルミナは少なくとも約０．２４Ｗ
／（ｍ・Ｋ）の熱伝導率を提供する量で前記表面層中に
存在する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は静電写真印刷装置に
おいてトナー画像をフュージング（定着、溶融）するた
めのフューザ部材及びフュージングシステムに関する。
詳細には、本発明は薄い熱伝導性のフルオロエラストマ
ーフューザ部材コーティングに関し、加圧ロール若しく
は離型剤ドナーロールとして使用され得るが、加熱フュ
ーザロールとして使用されるのが好ましい。

【０００２】本願は、１９９５年３月２７日に出願され
た米国特許出願番号第０８／４１１，１９９号の部分継
続出願の対応出願であり、この米国特許出願を援用して
本文の記載の一部とする。

【０００３】「低モジュラスフューザ部材」と題され、
ヘンリー他により１９９３年１２月１０に出願された米
国特許出願第０８／１６４，８５１号を参照されたい。

【０００４】

【従来の技術】加熱によりトナー粒子をフュージングさ
せるために支持体に熱を加えるフュージングシステムの
動作中に、トナー画像と支持体の両方は、ロール対、又
はプレート又はベルト部材の間に形成されるニップを通
過させられる。ニップにおいて加熱と加圧を同時に行う
ことにより、トナー画像が支持体に定着される。フュー
ジングプロセスにおいては、支持体からフューザ部材へ
のトナー粒子のオフセットが通常の動作中に起こらない
ことが重要である。フューザ部材へのトナー粒子のオフ
セットは、その後のコピーサイクル中に機械の他の部分
や支持体に移り、バックグラウンドを増したり、コピー
される材料に干渉したりする。いわゆる「ホットオフセ
ット」は、フュージング動作中にトナー粒子が液化して
溶融トナーの分離が発生し、その一部がフューザ部材上
に残るポイントまでトナーの温度が上昇した時に発生す
る。ホットオフセット温度又はホットオフセット温度の
低下は、フューザロールの剥離特性の尺度であり、よっ
て必要な剥離を行わせるために低い表面エネルギーを有
するフュージング表面を提供することが望ましい。フュ
ーザロールの良い剥離（離型）特性を保証し維持するた
めに、フューザ部材に離型剤を使用して、フュージング
動作中にフューザロールからトナーが完全に剥離するこ
とを確実にすることが通例となってきた。典型的には、
離型剤材料は、例えばシリコンオイルの薄膜として施さ
れてトナーのオフセットを防止する。ホットオフセット
を防止することに加えて、できる限り動作上の寛容度を
広くすることが望ましい。動作上の寛容度とは、用紙に
トナーを定着させるのに必要な最低温度、即ち最低定着
温度と、ホットトナーがフューザロールにオフセットす
る温度、即ちオフセット温度との間の温度差を意味する
ものと意図される。

【０００５】上述の静電写真画像形成プロセスは、原稿
のコピーの生成や電子的に生成された画像の印刷に何年
もの間使用されてきたが、最近の現像は、例えばチェッ
ク、詳細にはパーソナルチェックを磁性乾式トナー組成
物で製造及び印刷するプロセスに使用される。かかるア
プリケーションでは、乾式磁性トナーは、口座や、例え
ば銀行の番号等を含む他の適切な識別情報を示すチェッ
クの上に印刷される。チェックの上に既に印刷されたこ
のような情報は、その後磁気画像文字認識装置（ここで
はＭＩＣＲと称する）により読み取られ、情報が得られ
て種々の会計目的のために処理される。再発行番号第３
３，１７２号として再発行されたグルベール（Gruber）
他による米国特許第４，５１７，２６８号は、トナーを
かかるプロセスで使用する基本的な磁気画像文字認識プ
ロセスの一例である。トナー中の熱可塑性樹脂材料に加
えて、磁気画像文字認識プロセスを実行可能にするため
にトナーはかなりの量のマグネタイト粒子を含む。さら
にトナーは、例えば；チタニウムジオキサイド；ペンウ
ォールトケミカルズコーポレーション（Pennwalt Chemi
cals Corporatioin ）から入手できるポリビニリデンフ
ルオリド、カイナー（Kynar 、商品名）等の表面添加
物；画像形成面上のコメットをなくすために使用され
る、ペトロライト（Petrolite ）から入手可能なポリヒ
ドロキシワックス、ユニリン（Unilin）；等の、トナー
の電気的特性を調整するための材料を含む種々の目的で
使用される付加的な添加物を含むことができる。コメッ
トは、画像形成面に付着して彗星状の汚れを生じさせる
トナー又はその一部が関与する画像形成の欠陥である。

【０００６】磁気文字認識プロセス中に、トナー画像は
完全な認識プロセスを介してコンタクトリーダーを数回
（２０回まで）通過させられる。このプロセスを介する
チェックの処理中に、いくつかの機械的シートハンドリ
ングデバイスによるチェック上の通常の損耗に加えて、
個々のコンタクトリーダーがチェックの表面に接触圧力
を加え、トナー画像の被覆部分を汚して読めなくした
り、トナー画像の部分を損傷したりする傾向がある。そ
れは結果的に、リードヘッドを汚染するばかりか、コン
タクトリーダーによる読取りの失敗や、プロセス中にそ
の後チェックを受け付けなくなり、チェック読取り装置
に数の情報を手入力する必要を伴うことになる。全体的
に、これは磁気画像文字認識デバイスの貧弱な性能に帰
結し、或る銀行から別の銀行への銀行手数料を増すこと
になる。この障害は、チェック支持体へのトナーの貧弱
な定着力により発生し、種々の処理段階中にトナー画像
が薄片となって剥がれ落ちたり傷つけられたりすること
と共に、トナーの被覆部分を汚したりすることになる。
用紙支持体への若しくは他のチェック支持体へのトナー
のこの貧弱な付着は、トナー材料そのものの貧弱な粘着
力からだけでなく、支持体自体へのトナー画像の貧弱な
付着力から生じる。

【０００７】特定の実施の形態では、例えば、米国特許
４，５１７，２６８号で述べられたものと同じＭＩＣＲ
トナーを用い、米国特許第５，０１７，４３２号で述べ
られたものと同じヒドロフルオロエラストマーで製造さ
れたフューザロールを含むフュージングシステムを備え
るゼロックス（Xerox ）５０９０複写機では、標準パラ
メータの下での動作によりチェック上に定着トナー画像
が与えられると、例えば、コンタクトリーダーからチェ
ック上に与えられる接触圧力は、トナーの被覆部分を汚
すだけでなく、トナー粒子を薄片にして剥がしたり破砕
したりすることになる。トナー材料自体の貧弱な粘着力
と共にＭＩＣＲトナーのこの貧弱な付着力は、標準動作
条件下でのチェック支持体への貧弱な定着に帰結する。
このように定着又はフュージングが不足するのは部分的
に、既知の目的でトナー中に或る種の添加物が存在する
からである。この貧弱な定着又はフュージングに対する
１つの解決法は、フューザロールの温度を上げることで
あり、それは、米国特許第５，０１７，４３２号で述べ
られたフューザロールが設計された標準最低定着温度を
例えば３０°Ｆまで超えて最低定着温度を提供するもの
であるが、この解決法は、温度の上昇により接着剤、フ
ューザロールのコア、及びフルオロエラストマーの間の
境界面における接着剤又はポリマーの分解が発生する可
能性があり、それがフューザロール及び加圧ロールの材
料の質の低下に帰結して、表面層の破壊により結果的に
ロールが壊れるというネガティブな面を有している。フ
ューザ部材の表面の温度を上昇させるためにはフューザ
ロールのコア温度の上昇が必要であり、それは結果的に
コアとヒドロフルオロエラストマー層等の隣接する層と
の間の接着力の低下によりフューザロールの寿命を短く
することになるので、このことは真実である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明によれば、トナ
ー、詳細にはＭＩＣＲトナーがチェック支持体等の支持
体に十分に適切に定着されることにより、コンタクトリ
ーダーと接触した時に汚れたり、読取り動作中にトナー
が薄片又は破片になって剥がれ落ちたりすることがな
く、それと同時に、フューザ部材の材料の質を低下さた
りフューザ部材と隣接層又は加圧部材との間の接着力を
低下させるようなレベルにまでフューザ部材のコアの温
度を上昇させる必要のないフューザ部材及びフューザシ
ステムが提供される。さらに本発明によれば、トナー材
料は用紙支持体中により完全に入り込み、フューザ部材
は十分な硬度を有するばかりでなく、トナーの浸透力及
びトナーの適合性の両方を供与し、磁性粒子の回りにト
ナーが流れることを可能にする表面温度を有することに
なる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の特定の態様で
は、硬く寿命の長い熱伝導性のフューザ部材が提供さ
れ、該フューザ部材は、ベース部材と表面層とを含み、
該表面層はフルオロエラストマーと約０．５〜約１５μ
ｍの平均粒径を有するアルミナ充填剤とを含み、該アル
ミナは少なくとも約０．２４Ｗ／（ｍ・Ｋ）の熱伝導率
を供与する量で前記表面層中に存在する。本発明の１つ
の実施形態においては唯一の他の層は薄い接着層である
ので、表面層はベース部材上のコーティングの大半を含
み得る。

【００１０】本発明の実施の形態ではさらに、加圧部材
と、ベース部材及び表面層を含む寿命の長い熱伝導性フ
ューザ部材と、を含む静電写真印刷機用のフュージング
システムが提供され、該表面層は、フルオロエラストマ
ーと約０．５〜約１５μｍの平均粒径を有するアルミナ
充填剤とを含み、該アルミナは少なくとも約０．２４Ｗ
／（ｍ・Ｋ）の熱伝導率を供与する量で前記表面層中に
存在する。前記フュージングシステムにおける加圧部材
は、柔軟でスリーブレスの寿命の長いロールを含むこと
ができ、該ロールは、円柱状のコアと、シリコンオイル
で酸化及び膨潤することがなく、約５００lbs/in² 未満
のヤング弾性率、約２５０ミル〜約５００ミルの厚さ、
及び約４５〜約６０ショアーＡの硬度を有する熱的に安
定したヒドロフルオロエラストマーの層と、を含む。前
記フューザシステムにおける別法の加圧部材は例えば、
スチールコア（例えば直径約２インチ）上のエチレンプ
ロピレンラバー等の炭化水素ラバーの層（例えば厚さ約
０．５インチ）上にテフロンペルフルオロアルコキシ樹
脂等のフッ素プラスチックスリーブ（例えば厚さ約２０
ミル）を含むスリーブ付きの加圧部材であってもよい。

【００１１】本発明のさらなる態様によれば、フルオロ
エラストマーはポリ（ビニリデンフルオリド−ヘキサフ
ルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン−任意的に
加えられる硬化サイトモノマー）を含み、ここでビニリ
デンフルオリドはポリマーの４０重量％未満の量で存在
する。

【００１２】本発明のさらなる態様では、フルオロエラ
ストマーは、求核性の硬化剤と、ビニリデンフルオリド
を少なくとも部分的に脱フッ化水素化するのに有効な、
１００重量部のポリマー当り４重量部未満の無機塩基
と、を含むその溶剤溶液から硬化された。

【００１３】本発明のさらなる態様では、アルミナが、
１００重量部のフルオロエラストマー当り約３０〜約１
００重量部、好ましくは約４０〜７０重量部、最も好ま
しくは約５５重量部の量で表面層中に存在する。

【００１４】本発明のさらなる態様では、酸化第二銅
が、１００重量部のフルオロエラストマー当り約３０ま
での量、好ましくは２〜１８重量部の量で表面層中に存
在する。

【００１５】本発明のさらなる態様では、アルミナは約
０．５μｍ〜約８μｍの粒径分布を有する。

【００１６】本発明のさらなる態様では、フューザ部材
の表面層は約７５〜約９０ショアーＡ、好ましくは約８
２ショアーＡの硬度を有する。

【００１７】本発明のさらなる態様では、表面層は約
４．５〜約９ミルの厚さ、好ましくは約６ミルの厚さで
ある。

【００１８】本発明のさらなる態様では、コアとフルオ
ロエラストマー表面層との間に接着層が含まれる。

【００１９】

【発明の実施の形態】アルミナ充填剤についての以下の
記述は主に、焼成アルミナに関するものであるが、焼成
アルミナに加えて又はその代わりに板状アルミナ、フュ
ームドアルミナ、融解アルミナ等の全ての他のタイプの
アルミナ充填剤を使用することが可能である。本文でよ
り詳細に述べるように、フューザ部材の表面層のアルミ
ナ充填剤は、例えば焼成アルミナ、板状アルミナ、フュ
ームドアルミナ、及び融解アルミナからなる群から選択
される単一タイプ又は２つ以上のアルミナのタイプの混
合物であり得る。アルミナ充填剤粒子はアルファ又はガ
ンマ結晶質タイプであり得る。そうでないことを指示し
ない限り、フューズドアルミナ、融解アルミナ、又は異
なるタイプのアルミナの混合物を、焼成アルミナと同じ
若しくはそれに類似した量及び粒径で使用することがで
き、フューザ部材の表面層において焼成アルミナと同じ
若しくは類似した利点を供与することができる。

【００２０】以下の記述は主にヒドロフルオロエラスト
マーに関してであるが、ＦＦＫＭエラストマー等の他の
適切なフルオロエラストマーを使用してもよい。

【００２１】本明細書で使用するように、アルミナ充填
剤に関連して使用する平均粒径という用語は、粒径ボリ
ューム分布を示すヒストグラム上の１つの点である中間
ボリューム平均をいう。それは、その点を中心とした両
側のヒストグラム下の面積が等しくなる、観察スケール
上の点である。

【００２２】図１で示されるフューザアセンブリと共に
本発明の典型的なフューザ部材を説明する。参照番号１
は、適切なベース部材４上にエラストマー表面２を含む
フューザロールを示し、ベース部材４は、アルミニウ
ム、陽極酸化アルミニウム、スチール、ニッケル、銅等
の任意の適切な金属から製造される中空シリンダ又はコ
アであり、その中空部分には、該シリンダと同じように
延伸する適切な加熱素子６が配置される。バックアップ
又は加圧ロール８はフューザロール１と協働してニップ
又は接触弧１０を形成し、コピー用紙又は他の支持体１
２は該ニップを通過し、トナー画像１４をフューザロー
ル１のエラストマー表面層２と接触させる。図１に示さ
れるように、バックアップロール８は剛性の中空スチー
ルコア１６を有し、その上には柔軟な表面層１８があ
る。サンプ２０は、室温で固体又は液体であり得るが動
作温度では流体であるポリマー性離型剤２２を含む。

【００２３】図１で示される実施形態では、エラストマ
ー表面層２にポリマー性離型剤２２を与えるために、示
される方向に回転可能に取り付けられた２つの離型剤配
給ロール１７及び１９が設けられ、サンプ２０からエラ
ストマー表面層へと離型剤２２が運ばれる。図１で示さ
れるように、ロール１７はサンプ２０に部分的に浸され
ており、その表面においてサンプから配給ロール１９へ
と離型剤を運ぶ。計量ブレード２４を用いることによ
り、ポリマー性離型液の層はまず配給ロール１９に与え
られ、その後エラストマー表面層２に与えられ、厚みを
サブミクロンから数ミクロンの範囲に調整される。故
に、計量デバイス２４により、約０．１〜２μｍ又はそ
れより厚い厚みで離型液がエラストマー表面層２の表面
に供給されることができる。

【００２４】フューザ部材は、熱可塑性トナー画像を適
切な支持体へ定着する際に用いられるロール、ベルト、
平坦な面、又は他の適切な形状であってよい。典型的に
フューザ部材は、銅、アルミニウム、スチール等の中空
の円柱状金属コアを含み、選択された硬化フルオロエラ
ストマーの外層を有する。あるいは、所望により基体と
硬化エラストマーの外層との間に１つ以上の熱伝導性中
間層が存在してもよい。かかる中間層に適切な熱的及び
機械的特性を有する典型的な材料として、例えば高温加
硫性（ＨＴＶ）材料及び液体シリコンゴム（ＬＳＲ）等
の熱伝導性（例えば０．５９Ｗ／（ｍ・Ｋ））シリコン
エラストマーを含み、これは本明細書中で述べる量のア
ルミナ充填剤を含み得る。シリコンエラストマーは約２
mm（半径）の厚みを有し得る。ＨＴＶは、鎖上にメチル
置換基のみを有するプレーンのポリジメチルシロキサン
（ＰＤＭＳ）（ＯＳｉ（ＣＨ₃)₂ ）か、又は鎖上にいく
つかのビニル基を有する同様の材料（ＯＳｉ（ＣＨ＝Ｃ
Ｈ₂)（ＣＨ₃)）か、のいずれかである。いずれの材料も
架橋を形成するように硬化された過酸化物である。ＬＳ
Ｒは通常２つのタイプのＰＤＭＳ鎖を含み、１つはいく
つかのビニル置換基を有するものであり、他の１つはい
くつかの水素化物置換基を有するものである。これらは
成形の直前に混合されるまで別々に保持される。構成成
分の１つに触媒が存在すれば、一方のタイプの鎖におけ
る水素化物基（ＯＳｉ（ＣＨ₃)）が他のタイプの鎖にお
けるビニル基に付加され、架橋が生じる。

【００２５】本発明によれば、フュージング部材を含む
フュージングシステムが提供され、このフュージング部
材の表面層はアルミナ充填剤で充填されたフルオロエラ
ストマーを含み、該アルミナ充填剤は、約０．５〜約１
５μｍの平均粒径を有し、少なくとも０．２４Ｗ／（ｍ
・Ｋ）の熱伝導率を供与する量で表面層中に存在し、約
７５〜約９０ショアーＡ、好ましくは約８２ショアーＡ
の硬度を有する。典型的にフューザ部材の表面層は、適
合性とコストとのバランスで、そして厚み製造寛容度を
提供するために約４〜約９ミル、好ましくは６ミルの厚
みである。このようなフュージングシステム及びフュー
ザ部材は、チェック材料等の用紙支持体の中にトナー中
の磁性粒子が浸透することを可能にするのに十分な硬度
を提供し、それと同時に個々の磁性粒子の回りにトナー
材料が流れることを可能にするのに十分な熱可塑性樹脂
の適合性を提供するということがわかった。フューザ部
材の表面層の硬度は、用紙支持体に可能な限り多くのト
ナーを埋め込むことを可能にするアルミナ充填剤の量を
増大することにより大きく増大される。さらに、フュー
ザ部材のコーティング表面を硬くすればするほど、用紙
へのトナーの浸透度も大きくなる。

【００２６】適切なフルオロエラストマーは、ＦＦＫＭ
エラストマー及びヒドロフルオロエラストマーを含む。
例として示すＦＦＫＭエラストマーは、フルオロ基、ペ
ルフルオロアルキル基、又はペルフルオロアルコキシ基
のいずれかの置換基を全てポリマー鎖に有するポリメチ
レンタイプのペルフルオロラバーである。本発明による
ヒドロフルオロエラストマー（ＦＫＭエラストマーとし
ても知られる）はＡＳＴＭ（アメリカ試験材料学会）名
称Ｄ１４１８−９０に定義され、ポリマー鎖上に置換基
フルオロ及びペルフルオロアルキル又はペルフルオロア
ルコキシ基を有するポリメチレンタイプのフルオロラバ
ーに関する。

【００２７】本発明の実施に有用なフルオロエラストマ
ーは、レンツ（Lentz ）の米国特許第４，２５７，６９
９号に詳細に記載されているもの、そして同一人に譲渡
されたエディー（Eddy）他の米国特許第５，０１７，４
３２号及びフェルグソン（Ferguson）他の米国特許第
５，０６１，９６５号に記載されているものである。こ
れらに記載されるように、これらフルオロエラストマ
ー、特にビニリデンフルオリドヘキサフルオロプロピレ
ンのコポリマー、ターポリマー、及びテトラポリマー、
テトラフルオロエチレン、並びに硬化サイトモノマー
（臭素を含むと思われる）のクラスから選択されるフル
オロエラストマーは、ビトン（Viton ）Ａ、ビトンＥ６
０Ｃ、ビトンＥ４３０、ビトン９１０、ビトンＧＨ、ビ
トンＧＦ、及びビトンＦ６０１Ｃ等の名称で商業的に知
られている。ビトンの名称はデュポン社（E.I. DuPont
deNemours, Inc）の商標である。商業的に入手可能な他
の材料は、フルオレル（Fluorel ）２１７０、フルオレ
ル２１７４、フルオレル２１７６、フルオレル２１７
７、及びフルオレルＬＶＳ７６を含み、フルオレルは３
Ｍ社（3M Company）の商標である。さらに商業的に入手
可能な材料としては、ポリ（プロピレン−テトラフルオ
ロエチレン）コポリマーのアフラス（Aflas ）、ポリ
（プロピレン−テトラフルオロエチレン−ビニリデンフ
ルオリド）ターポリマーのフルオレルIIが含まれ、双方
とも３Ｍ社から入手可能である。また、ＦＯＲ−６０Ｋ
ＩＲ、ＦＯＲ−ＬＨＦ、ＮＭ、ＦＯＲ−ＴＦＦ、ＦＯＲ
−ＴＦＳ、ＴＨ、ＴＮ５０５として識別されるテクノフ
ロン（Tecnoflon ）は、オーシモント化学（Ausimont C
hemical Co）から入手できる。典型的には、かかるフル
オロエラストマーは、詳細が前掲のレンツの特許及びエ
ディー他の特許に記載されるオルガノホスホニウム塩促
進剤、又はデュポン社の文献に記載される過酸化物、を
備えたビスフェノール架橋剤等の求核付加硬化系によっ
て硬化されることができ、過酸化物を備えたビスフェノ
ール架橋剤の場合には、ブロモメチルペルフルオロビニ
ルエーテルのような硬化サイトモノマーも必要である。

【００２８】ヒドロフルオロエラストマーの特に好適な
実施形態は、エディー他の米国特許第５，０１７，４３
２号で述べられたものであり、これはビニリデンフルオ
リドが４０重量％未満の量で存在するポリ（ビニリデン
フルオリド−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオ
ロエチレン−硬化サイトモノマー（臭素を含むと思われ
る））を含むフューザ部材表面層を提供する。その複合
物はビニリデンフルオリドの乾燥された溶剤溶液から、
該溶剤溶液中に溶解している求核性硬化剤によって硬化
される。なお、その溶液中には、１００重量部のポリマ
ー当り４重量部の無機塩基が存在し、該無機塩基はビニ
リデンフルオリドを少なくとも部分的に脱フッ化水素化
するのに有効である。これについては米国特許第５，０
１７，４３２号でより詳細に述べられており、求核性硬
化系はシーナ（Seanor）の米国特許第４，２７２，１７
９号及びレンツ（Lentz ）他の米国特許第４，２６４，
１８１号でさらに述べられている。

【００２９】本発明によれば、フルオロエラストマーは
焼成アルミナ等のアルミナで充填され、フューザ部材の
表面の所望の硬度、熱伝導性、及び適合性を提供する。
焼成アルミナは、融着は生じないが水は駆逐する３７０
０°Ｆ未満の温度に加熱されたアルミナである。これは
表面活性度の高い充填剤を生成する。その充填剤は、約
０．５〜１５μｍ、好ましくは１〜９μｍの平均粒径を
併せ持つようにすると、フューザ層の所望の熱伝導性、
硬度、及び適合性を供与する。１μｍと９μｍのサイズ
では充填剤の性能は略同じ結果となるが、より加工に適
した材料を提供し、充填剤のサイズに関する問題を最小
化するためには、約１μｍの公称粒径を有する充填剤を
使用するのが好ましい。トナーが支持体に良好に付着す
る満足のいく定着を提供するための表面層の熱伝導率
は、少なくとも約０．２４Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、それ
は図４に見るように、表面層の総容量中に約１１容量％
の焼成アルミナがあれば達成される。これは１００重量
部のフルオロエラストマー当り約３０重量部の焼成アル
ミナに対応する。特に好適な実施の形態では、一方では
良好な付着力と適合性との良いバランスが達成され、他
方では、表面層がその総容量中に約２０容量％の焼成ア
ルミナ、又は１００重量部のフルオロエラストマー当り
５５重量部の焼成アルミナを有する場合に約０．３１Ｗ
／（ｍ・Ｋ）の熱伝導率が供与される。一般に、焼成ア
ルミナ充填剤は、１００重量部のフルオロエラストマー
当り約３０重量部から約１００重量部、好ましくは約４
０〜約７０重量部の量でＦＫＭ表面層中に存在すること
が可能である。熱伝導率と硬度との最良のバランスを供
与することにおいて特に好適な量の焼成アルミナは、１
００重量部のフルオロエラストマー当り約５５重量部で
ある。熱伝導率を提供するために焼成アルミナだけが存
在し追加的な充填剤が存在しないこのような配合は、金
属酸化物粒子の定着サイトの使用を必要としないトナー
離型剤を用いるフュージングシステムにおいて使用され
るのが一般的である。かかるトナー離型剤は、１９９４
年９月２９日に出願された米国特許第０８／３１４，７
５９号で述べられたアミノ官能性離型剤を含む。

【００３０】本発明に従うオプション及びさらに好適な
実施形態として、官能性トナー離型剤に対する定着サイ
トとして金属酸化物充填剤粒子の使用が含まれる。好適
な実施の形態は、１００重量部のフルオロエラストマー
当り約３０重量部までの、好ましくは約１２〜１８重量
部、そして最も好ましくは１５重量部の酸化銅（酸化第
二銅）を表面層中に含み、それは、官能性離型剤、詳細
にはインペリアル（Imperial）他の米国特許第４，０２
９，８２７号で述べられたようなメルカプト官能性オイ
ルと共にフュージングシステムにおいて有用である。こ
の実施の形態では、官能性離型剤に対して定着サイトを
供与する酸化第二銅粒子は、略アルミナのボリュームに
代わるボリュームで表面層の総充填剤成分中に提供され
る。全ての実施形態において、アルミナ、任意の酸化第
二銅、及び付加的な充填剤材料を含む総ての充填剤の量
は、表面層を硬くしすぎて磁性粒子の回りにおけるトナ
ーの満足のいく適合性が達成されなくなる程に多量に存
在すべきでないことが重量である。

【００３１】図４は、与えられたデータの範囲にわたっ
て、表面層中の焼成アルミナの容量％の増加につれての
熱伝導率の増加が、２次方程式により優良な統計上の確
かさを持って表し得ることを示している。このように、
アルミナの容量％がわかれば、この範囲にわたって熱伝
導率を容易に予測することができる。逆の予測も可能で
ある。

【００３２】本明細書中で述べるアルミナ充填剤の粒径
は、フューザ部材からのトナーの剥離を向上することに
寄与する重要な要因であり、それにより、フューザ部材
の表面にトナーが付着して残留したトナーがその後コピ
ーシートに転写されるホットオフセット現象が最小化又
は削減される。フューザ部材の表面層中のアルミナ充填
剤は、１つのタイプのアルミナ、又は例えば焼成アルミ
ナ、フュームドアルミナ、融解アルミナ、及び板状アル
ミナから選択される２つ以上のタイプのアルミナの混合
物からなり得る。例えば約９５％〜５％の１つのタイプ
のアルミナと、約５％〜約９５％の第２タイプのアルミ
ナを混合して二成分混合物を生成するというように、あ
らゆる適切な混合物比を用いることができる。種々のア
ルミナのタイプを個別に又はあらゆる組み合わせで用い
ることができ、例として混合物をあげると；焼成アルミ
ナ／板状アルミナ；板状アルミナ／融解アルミナ；フュ
ームドアルミナ／焼成アルミナ；及び焼成アルミナ／板
状アルミナ／融解アルミナ；がある。異なるアルミナタ
イプの混合物、融解アルミナのみ、フュームドアルミナ
のみ、又は板状アルミナのみ、といったこれら全ては、
現在のフューザ部材において焼成アルミナのみを使用し
た場合と同じ程有効である。なぜなら、種々のタイプの
アルミナは全て、２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）という同じ又は類
似した熱伝導率を有するからである。無水アルミナが好
ましい。融解アルミナは、約４１７２°Ｆ（３７６１°
Ｆの溶融点より高く）にアルミナを加熱し、冷却し、そ
の後アルミナを粉砕して所望の粒径にすることにより製
造される。フュームドアルミナは、結果的にサブミクロ
ン粒子の酸化アルミニウムとなるように塩化アルミニウ
ムを高温で酸化することにより製造される。本発明によ
る焼成アルミナは、板状アルミナとは区別される。板状
アルミナは酸化アルミニウムの融点である３７００°Ｆ
よりわずかに低い温度に加熱された焼結アルミナであ
る。「板状」という名称は、材料が主に板のような結晶
を含むことに由来する。約５〜７μｍの平均粒径を有す
る板状アルミナはアルコア（Alcoa ）から（−２０μｍ
アルミナの名称で）入手できる。

【００３３】他の補佐剤及び充填剤は、それらがエラス
トマーの完全性、金属酸化物とポリマー性離型剤との相
互作用に悪影響を及ぼさない限り、又はエラストマーの
適切な架橋を妨害しない限り、本発明によるエラストマ
ー中に含まれることができる。エラストマーの混合に通
常使用されるかかる充填剤は、着色剤、補強充填剤、架
橋剤、加工助剤、促進剤、及び重合開始剤を含む。

【００３４】ビスフェノール架橋剤及び有機ホスホニウ
ム塩促進剤を伴う求核硬化システムは米国特許第４，２
７２，１７９号で述べられている。しかしながら、本発
明によれば、求核性硬化剤（架橋剤及び促進剤）はポリ
マーの溶剤溶液（例えばビトンＧＦ）中に溶解又は懸濁
し、１００重量部のポリマー当り４重量部未満の無機塩
基（例えばＣａ（ＯＨ）₂ 及びＭｇＯ）が存在する中で
使用される。通常、ビニリデンフルオリドヘキサフルオ
ロプロピレン及びテトラフルオロエチレンのテトラポリ
マーは硬化ペルオキサイドである。しかしながら、前述
のようにフューザ部材の好適な製造手順は、基体にポリ
マーの溶剤溶液をスプレーし、それにより空気中でのペ
ルオキサイドの硬化を困難にすることである。なぜな
ら、ポリマーを硬化するのではなくペルオキサイドが空
気中の酸素又は残留溶剤と先に反応するからである。好
適な別の硬化系は、ビスフェノール架橋剤及び有機ホス
ホニウム塩促進剤等の求核性硬化系である。典型的に
は、硬化プロセスは１００重量部のポリマー当り８〜１
０重量部の無機塩基が存在する中で発生する。無機塩基
は、ポリマー中のビニリデンフルオリドを脱フッ化水素
化し、架橋のための反応性サイトとして作用する二重結
合を形成する。しかしながら、過度の塩基が存在すると
長期間にわたってエラストマーの質が低下することにな
り、過度な塩基がビニリデンフルオリドを脱フッ化水素
化し続けて二重結合が発生しフューザ部材が硬くなる
と、その後の酸化により表面エネルギーが増大し、剥離
性能が低下する。故に、比較的低い塩基のレベル（量）
でポリマーを硬化させてビニリデンフルオリドの反応性
を調整するのが好ましい。約５０重量％がビスフェノー
ルＡＦであり５０重量％がポリ（ビニリデンフルオリド
−ヘキサフルオロプロピレン）であるビトン硬化剤３０
番と、約３分の１がトリフェニルベンジルホスホニウム
クロリドであり３分の２がポリ（ビニリデンフルオリド
−ヘキサフルオロプロピレン）であるビトン硬化剤２０
番（これらは双方ともデュポン社から入手可能）は、塩
基レベルが低いと硬化剤として機能しない。この正確な
理由は明らかではないが、少なくとも一部には、硬化剤
２０番はポリマーの溶剤溶液中に溶解せず、よってそれ
はビニリデンフルオリドの脱フッ化水素化により行われ
る架橋に対する、より少数の反応サイトの多くに近接し
ないということに起因すると思われる。硬化剤２０番及
び３０番は低い塩基レベルでは有効に機能しないが、驚
くべきことに、通常は高い塩基レベルで使用される別の
ビトン硬化剤５０番（これもデュポン社から入手可能）
を使用すれば、その通常の塩基レベルの半分未満で、又
は１００重量部のポリマー当り約４重量部未満でポリ
（ビニリデンフルオリド−ヘキサフルオロプロピレン−
テトラフルオロエチレン）を硬化することができること
がわかった。硬化剤５０番は低い塩基レベルでポリマー
の溶剤溶液中に溶解するので、それは架橋に対する反応
サイトで容易に利用可能である。ビトン硬化剤５０番
は、促進剤及び架橋剤、即ちビスフェノールＡＦを単一
の硬化系に含む。

【００３５】本発明のフューザ部材は好ましくはロール
であり、アルミナ充填剤をその中に分散されたエラスト
マーの薄いコーティングを一回で又は連続的に施して製
造されたものであるのが好ましい。コーティングは、充
填剤を含むエラストマーの溶液又は均質な懸濁液を吹き
かけたり浸したり等して行われるのが最も便宜的であ
る。成形、押出、及び巻き付け技術も使用し得る別の手
段であるが、ポリマー、アルミナ、及びもしあれば他の
金属酸化物充填剤の溶剤溶液を連続して吹きかけて表面
にコーティングするのが好ましい。この目的に使用され
得る典型的な溶媒は、メチルエチルケトン、メチルイソ
ブチルケトン等を含む。連続的に表面をコーティングす
る時には、薄膜がコーティングされた表面を、その薄膜
中に含まれるあらゆる溶剤が蒸発するのに十分な温度に
加熱するのが一般的に必要である。例えば、フューザロ
ールが金属酸化物を含むエラストマー層でコーティング
される場合には、金属酸化物が分散されたエラストマー
が、ロールに連続して薄くコーティングされ、各コーテ
ィングとコーティングの間には、薄膜中に含まれる溶剤
のほとんどが蒸発するように、ロールにコーティングさ
れた薄膜中の溶剤の蒸発が、少なくとも２５℃〜約９０
℃又はそれより高い温度で行われる。所望の厚さのコー
ティングが得られると、コーティングは硬化され、それ
によりロール表面に結合される。典型的には、コーティ
ングは、９５℃で２時間、１５０℃で２時間、１７５℃
で２時間、２００℃で２時間、２３０℃で１６時間とい
う約２４時間の段階的な加熱プロセスと、その後の冷却
及びサンドペーパ仕上プロセスにより硬化される。

【００３６】フューザ部材の表面層の典型的な配合は：
デュポン社又は３Ｍ社から入手可能な１００重量部のヒ
ドロフルオロエラストマー K.C. Abrasivesから入手可能な３０〜７５重量部の焼成
アルミナ J.T. Backer から入手可能な１重量部のＣａ（ＯＨ）₂ C.P. Hall から入手可能な２重量部のＭｇＯ、マグライ
ト（Maglite ）Ｄ R.T. Vanderbilt Co. から入手可能な２重量部のカーボ
ンブラックＮ９９０ デュポン社から入手可能な５重量部のデュポンＶＣ５０ を含む。

【００３７】製造番号１３６００としてアメリカンケメ
ット（American Chemet ）から入手可能な３０重量部ま
での酸化第二銅を必要に応じて含むことができる。

【００３８】アルミナ充填剤と共にフルオロエラストマ
ーを含むフューザ部材の熱伝導性の硬い表面層は、約４
〜約９ミル、好ましくは６ミルの厚さで存在し、この厚
みは熱伝導率と適合性との適切なバランスを提供する。
約４ミル未満では、表面層の適合性は、金属コアほどの
適合性も示さないポイントまで低下し、６ミルの最適な
厚さより厚い場合には、性能に変わりはないが、表面層
中の材料の相対的なコストが増す。

【００３９】本発明によるフューザ部材は、特定の実施
形態において内部加熱されるフューザロールであり、ト
ナー離型剤として官能性オイルを用いる又は用いないフ
ュージングシステム中で使用可能である。メルカプト官
能性オイルを使用するのが望ましい場合には、フュージ
ング表面は金属酸化物粒子等の適切な定着サイトを含む
べきである。この点で、熱可塑性樹脂トナー画像を支持
体に定着するフューザ部材及び方法を述べた前掲のレン
ツ他の特許、レンツ特許、及びシーナ特許に注目された
く、これらにおいては、官能基を有するポリマー性離型
剤がフューザ部材の表面に施される。本発明の好適な実
施の形態では、フュージング表面において酸化第二銅定
着サイトと共にメルカプト官能性オイルを離型剤として
用いることができる。一方、本発明の別の好適な実施の
形態では、フルオロエラストマー表面と反応する官能性
アミノ基を有するので、フューザ部材の表面に酸化第二
銅のような金属酸化物粒子等の定着サイトを用いずに使
用され得るアミノ官能性トナー離型剤を使用することが
できる。かかるアミノ官能性離型剤は、１９９４年９月
２９日に出願された米国特許第０８／３１４，７５９号
で述べられたものを含み、この特許出願の内容を援用し
て本文の記載の一部とする。好適なアミノ官能性離型剤
はまた、ショージ（Shoji ）他の米国特許第５，１５
７，４４５号でも述べられており、この特許の内容を援
用して本文の一部とする。

【００４０】好適なメルカプト官能性シリコン離型剤
は、インペリアル他の米国特許第４，０２９，８２７号
で述べられており、この特許の内容を援用して本文の記
載の一部とする。典型的なメルカプト官能性ポリシロキ
サン主鎖は、以下の一般式を有するジアルキルタイプの
ものである。

【００４１】

【化１】

【００４２】上記式中、Ｒはポリマー主鎖からの「スペ
ーサ」基ペンダントを示し、ＳＨはメルカプト官能基で
ある。好適な実施形態では、Ｒは約１〜８個のカーボン
原子を有するアルキル成分であり、典型的にはプロピル
基（ -ＣＨ₂-ＣＨ₂-ＣＨ₂-）である。１モル％の官能基
量を有する典型的なポリマーの場合、９９個のｂ成分毎
に１つのａ成分がある。メルカプト官能基量が２モル％
である場合には、９８のｂ成分毎に平均して２のａ成分
がある。実施の形態では、ａは約２〜約４、好ましくは
３；ｂは少なくとも約６５、好ましくは約６５〜約２０
０、より好ましくは約１３５〜約２００、特には約２０
０以上；の範囲であり得る。Ｒスペーサ基は、例えばメ
チル、エチル若しくはプロピルといった全て類似物であ
ってもよいし、あるいは、例えばプロピルとブチルの混
合物、若しくはエチルとプロピルの混合物といったアル
キル基の混合物であってもよい。さらに、Ｒスペーサ基
は直鎖若しくは枝分れ鎖であってよい。上の一般式で示
される典型的な分子は、非スペーサ基サイトにおけるＳ
ｉ原子上で置換されたメチル基を含む。しかしながら、
これらの非スペーサ基サイトは典型的に、約１〜６個の
炭素の一般的なアルキル基、及びその混合物を含み得
る。他の基は、一般式中−ＳＨにより示されるメルカプ
ト官能基を干渉しない限り、当業者によりこれらのサイ
トにおいて置換され得る。Ｒ−ＳＨ基は、分子中にラン
ダムに配置されて、本発明の離型剤、プロセス、及びデ
バイスにおいて重要な官能基を提供する。別法として、
又はさらに、メルカプト官能基（−ＳＨ）は分子の末端
サイトにおいてスペーサ基（Ｒ）に配置されることもで
きる、即ち、分子はメルカプト官能基により「エンドキ
ャップ」され得る。

【００４３】ポリマー性離型剤はまた、それと混和性の
希釈剤と共に、即ち２つ以上の混和性成分として使用さ
れてもよい。この実施形態の一例は、混和性であり希釈
剤として作用するポリジメチルシロキサン（シリコンオ
イル）と混合されるプロピルスペーサ基に付着されるメ
ルカプト官能基を有するポリジメチルシロキサンの混合
物である。典型的なブレンドとしては、５０／５０及び
２５／７５のメルカプト官能性離型剤／シリコンオイル
が含まれる。一般的に、本発明の目的によれば、表面を
覆うのに十分な量は、サブミクロンから数ミクロンの範
囲の流体の厚みを維持する程度のものでなければなら
ず、約０．５μｍから約１０μｍの厚さとなる量である
のが好ましい。化学的反応性メルカプト官能基を含有す
るポリアルキルシロキサン流体の分子量は、該流体がさ
ほど揮発性でないように十分に高くなければならない。
５，０００台の分子量が満足のいくものであり、好適な
分子量は約１０，０００から１５，０００、及びそれ以
上であることがわかった。

【００４４】或る実施の形態では、メルカプト官能性シ
リコン離型オイルは、アミノ官能性離型オイルより好適
である。サーマルエンコーダからのＭＩＣＲインク（Ｍ
ＩＣＲインクはリボン上で使用できる乾燥インクであり
得る）文字は、アミノ官能性離型剤によって前に定着さ
れたコピーの表面に固着することができないことが見受
けられた。問題は、アミン−セルロース相互作用に見出
され、このアミン−セルロース作用は用紙自体中へのオ
イルの浸透を抑制する。非官能及びメルカプト官能性シ
リコンオイルとのセルロース作用がなければ、用紙自体
の中へのかかる流体の浸透が可能である。ＭＩＣＲイン
クは露呈した用紙ファイバに接着することができる。詳
細には、離型オイルに対してメルカプト官能基ではなく
アミン基は用紙セルロースファイバに接着するというこ
とが実験でわかった。表面測定（ＥＳＣＡ）では、アミ
ノ流体を使用するフューザを通過させた用紙上に高いシ
リコン含有量が検出された。非官能性メルカプト離型液
は、かかる流体が用紙に素早く浸透することができれば
用紙表面のシリコンの量はかなり少なくなる。ＮＭＲ分
光分析法では、用紙セルロースファイバとメルカプト官
能基とではなく、アミン官能基との間に特定の関係を検
出した。セルロースベッドを介して濾過されたアミン官
能性オイルにおける測定では、アミン基の十分な吸収が
示される。この吸収は、濾液中のアミンの量がかなり減
少したことによりわかった。この発見は、塩基性のアミ
ン基とセルロースヒドロキシ基との間の水素結合作用
か、あるいはどちらかといえばセルロースとのアミン基
の反応か、のいずれかがあることを示している。アミン
官能化シリコン流体とは対照的に、メルカプト流体はこ
のような作用を何ら示さず、官能性の欠如もなくセルロ
ースのコラムを通過する。故に、メルカプト官能性離型
オイルは、フューザ部材の表面層中のアルミナ充填剤と
反応することができ、それにより優れた表面被覆が提供
され、長い剥離寿命と長いフューザ部材寿命とが可能に
なる。またメルカプト官能性オイルは、用紙の成分とほ
とんど、あるいは全く反応しないので、用紙の表面はオ
イル層により被覆されず、ＭＩＣＲインクの付着が防止
され得る。メルカプト官能基は、末端基若しくは側基又
は両方であることができる。

【００４５】フューザ部材コアとヒドロフルオロエラス
トマー表面層との間の付着力を高めるために、接着剤、
詳細には「フュージング部材用のシラン接着剤システ
ム」と題されたビングハム（Bingham ）他の米国特許第
５，０４９，４４４号で述べられたようなシラン接着剤
を使用することが可能であり、該シラン接着剤は、ビニ
リデンフルオリド、ヘキサフルオロプロピレン、及び少
なくとも２０重量％のカップリング剤のコポリマーを含
み、該カップリング剤は有機官能性シラン及び活性剤を
含む。さらに、例えばビトンＧＦのようなより高い分子
量のヒドロフルオロエラストマーの場合、接着剤は、米
国特許第５，３３２，６４１号で述べられたように以下
の式により表されるアミノシランと共に溶剤溶液中のＦ
ＫＭヒドロフルオロエラストマーから製造され得る。

【００４６】

【化２】

【００４７】式中、Ｒは１〜７個の炭素原子を有するア
ルキル基；Ｒ’は１〜７個の炭素原子を有するアルキル
基、又は７個未満の炭素原子のポリアルコキシアルキル
基であり得；Ｙは、アミノ基、若しくはアミノ置換アル
キル基、又はポリアミノ置換アルキル基、又はアルケニ
ルアルコキシアミノ基、又は１５個未満の炭素原子のア
リールアミノ基；ｈは１〜３、ｂは０〜２、ｑは１〜
２、そしてｈ＋ｂ＝３；である。

【００４８】前述のように、本発明によるフューザ部材
の外表面層は、所望の熱伝導率及び適合性を供与するた
めに約４〜９ミル、好ましくは約６ミルの厚さにされ
る。前に指摘したように、約４ミル未満では、磁気によ
り付着可能な粒子の回り及び用紙中へとトナーが流れて
トナーを固着させることが可能であるのに適切な適合性
を供与することが困難であることがわかった。適切な適
合性を供与することに加えて、前に示した量だけアルミ
ナを添加することと共にフューザ部材の表面層をこのよ
うな厚みにすることにより、用紙表面へのトナー粒子の
浸透を可能にする硬度を有する表面層が提供される。さ
らに、満足のいく適合性と硬度を提供する一方で、アル
ミナが存在すれば、フューザ部材の表面層がより伝導性
となることが可能になり、フューザ部材のコアのより低
い温度とより低い（約３０°Ｆ）最低固着温度とが供与
され、その結果、フルオロエラストマー表面層、及び／
又は、コアとフルオロエラストマー表面層との間の境界
面及び接着剤の品質低下が減少する。

【００４９】支持体へのトナーの定着を測定するのに使
用される評価を示す図２及び図３に注目されたい。ここ
で、定着は用紙等の支持体に可能な限り多くのトナーが
浸透若しくは入り込むことを規定するものと意図する。
検査では、折り目領域を定着の測定基準とし、折り目領
域が少なければ少ないほど定着度がよいということにす
る。これは、時間内にどれくらい多くのトナー材料が任
意のポイントで剥がれ落ちるかを測定する支持体へのト
ナーの定着度のテストであり、幅広い帯状に定着された
トナーを有する支持体シートを折り曲げ、それを広げて
シート支持体からどれくらい多くのトナーが剥がれ落ち
て白い領域が残るかを決定することにより、測定され
る。支持体へのトナーの定着度が貧弱になればなるほ
ど、白い領域が大きくなり、剥がれ落ちる薄片の数も多
くなる。図２及び図３のグラフでは、許容できる定着
は、各グラフにおいて約４０未満の折り目領域を有する
ものである。観察され得るように、本発明によるフュー
ザロールは、ほぼ４２０°Ｆの従来技術に比べて、３９
０°Ｆをちょうど超えた表面温度で許容可能な定着を供
与する。

【００５０】以下の実施例はさらに、本発明によるフュ
ージング部材を規定、説明し、本発明の好適な実施形態
を示す。以下の実施例では、全ての部及びパーセンテー
ジは、そうでないと特定しない限り重量部及び重量％で
あり、検査は、そうでないと特定しない限りフュージン
グ速度、ニップ幅、及び加圧ロールを含む同じ条件の下
で行われた。

【００５１】

【実施例】

実施例Ｉ 脱脂され、グリットブラスト仕上げされ、米国特許第
５，３３２，６４１号で述べられたようなシラン接着剤
で被覆された直径約３インチ、長さ１６インチの円柱状
ステンレススチールフューザロールコアを用いてフュー
ザロールを製造した。メチルエチルケトン及びメチルイ
ソブチルケトンの混合物中の、１００重量部のヒドロフ
ルオロエラストマーと、ビトンＧＦ（即ち３５重量％の
ビニリデンフルオリド、３４重量％のヘキサフルオロプ
ロピレン、２９重量％のテトラフルオロエチレン、及び
２重量％の共重合された硬化サイトモノマーのポリマ
ー）と、１重量部のＣａ（ＯＨ）₂ と、２重量部の酸化
マグネシウム（即ちイリノイ州シカゴのＣ．Ｐ．ホール
(C.P. Hall）から入手可能なマグネタイトＤ）と、Ｒ．
Ｔ．バンデルビルトコーポレーション（R.T.Vanderbilt
Co.）から入手可能な２重量部のカーボンブラックＮ９
９０と、５重量部のデュポン社硬化剤５０番とを含む溶
剤溶液／分散液を約６ミルの公称厚さとなるように３イ
ンチの円柱状ロール上にスプレーし、コーティングされ
たフューザ部材を９５℃にて２時間、１７５℃にて２時
間、２０５℃にて２時間、２３０℃にて１６時間と段階
的に空気中で加熱することにより硬化させて、フュージ
ング層を製造した。硬化されたフューザロールをゼロッ
クス（Xerox ）５０９０にて検査し、大きなベタ領域の
トナー画像を用紙支持体上に形成し、図２で示したよう
なフューザロールの表面温度に対する上述の折り目テス
トによって定着度をテストした。前述のように、トナー
粒子の剥がれ落ち度若しくは崩壊度としわになった領域
を測定し、それにより用紙支持体の表面への浸透度又は
埋め込み度によりトナーの定着のレベルを測定するが、
より少ない折り目領域は、折り目領域が通常の大きさで
４０未満となるフューザロールの表面の温度にて得られ
る。

【００５２】実施例II １００重量部のビトンＧＦのメチルエチルケトン及びメ
チルイソブチルケトン溶液と、Ｋ．Ｃ．アブラシブ(k.
C. Abrasives ）から焼成アルミナ１番として入手可能
な公称サイズ１μｍの５５重量部の焼成アルミナ（これ
はフューザロールのフューザコーティング中に約２０容
量％のアルミナを提供する）と、１重量部のＣａ（Ｏ
Ｈ）₂ と、２重量部の酸化マグネシウム、マグネタイト
Ｄと、２重量部のカーボンブラックＮ９９０と、５重量
部のビトン硬化剤ＶＣ５０と、からフューザ層を製造し
たこと以外は、実施例Ｉの手順を繰り返した。ベタ領域
のトナー画像の折り目領域を実施例Ｉ及び図３と同じ方
法で評価すると、３９０°Ｆをちょうど超えたフュージ
ング層表面温度で４０以下の折り目領域が得られた。本
発明による焼成アルミナを示す図３のグラフでは、ロー
ルマトリックスの伝導率はロールの表面により高い熱が
届くことを可能にし、それによりトナー／用紙支持体の
境界面により多くの熱が届くことになる。

【００５３】実施例III ４６重量部の焼成アルミナとアメリカンケメットカンパ
ニー（American Chemet Company ）から入手可能な１５
重量部の酸化第二銅とを充填剤とした以外は実施例IIの
手順を繰り返した。この手順に従って製造されたフュー
ザロールは、実施例IIで述べたロールに対して得られた
ものに類似した硬度及び熱伝導率を有し、メルカプト官
能基を有するシリコンオイル等の官能性離型剤を有する
トナーフュージング環境で使用されることができる。酸
化第二銅は、離型剤等に対する定着サイトとして作用す
る。

【００５４】図５は、実施例IIで述べた本発明によるフ
ュージング表面を、実施例Ｉで述べたフュージング表面
層とグラフで比較したものであるが、ここで、本発明は
実施例Ｉよりも２５°Ｆ低い表面温度と３０°Ｆ低いコ
ア温度を提供して、トナー／用紙境界面においては同じ
温度に到達することに注目されたい。

【００５５】実施例IV 実施例III で述べたようにフューザロールを製造し、Ｍ
ＩＣＲインクトナーを使用するゼロックス５０９０に備
えつけた。本明細書中で述べた式を有する標準的ゼロッ
クスメルカプト官能性シリコンオイル［ＦＵＳＥＲ Ａ
ＧＥＮＴ（商品名）］を０．２モル％のメルカプト量で
離型剤として使用した。約１８０万枚印刷した後で検査
を終了したところ、用紙へのＭＩＣＲトナーの付着力は
良好であり、剥離の失敗もなく、用紙詰まりの問題もな
かった。この走行を通して、剥離用のストリッピング圧
力を６〜７psi に維持したところ、ヒドロフルオロエラ
ストマーとアルミナ充填剤を含有する表面層はフューザ
ロールの寿命を超えて安定したものであることが示され
た。ＭＩＣＲトナーがゼロックス５０９０複製機で典型
的に使用される非ＭＩＣＲトナーより２０°Ｆ高い最低
定着温度を有した（これは悪いフュージング環境であ
る）としても、優良な結果が達成された。

【００５６】このように、本発明により新たな改良フュ
ーザ部材及びフューザシステムが提供された。詳細に
は、適切なトナーの定着を可能にするためにより高い熱
伝導率を有するフューザ部材と、トナー／用紙境界面へ
の不変定着又はフュージング温度と、より低いフューザ
部材コア温度と、より低いフューザ部材表面温度とが提
供された。このフューザ部材はまた、トナーを用紙支持
体中に埋め込むことによって、そしてトナーが支持体シ
ートの表面に浸透するのを可能にするのに十分な熱エネ
ルギーを提供することによって、用紙支持体に対してト
ナー画像を圧縮する又はしっかりと定着させるのに十分
な高度を有する。そしてそれと同時に、個々の磁気によ
り付着可能な粒子の回り及び用紙中へとトナー材料が流
れることを可能にすることによりトナー画像の適合性を
提供することによって、用紙支持体に対してトナー画像
を圧縮する又はしっかりと定着させるのに十分な硬度を
有する。概して、熱伝導率が高くなればなるほど、同じ
画像定着レベルを達成するのに必要な最低定着温度及び
コアの温度は低くなる。さらに、表面層の厚みを少なく
すると、トナーを介する温度を変化させることなく最低
定着温度要求が次第に減少される。即ち定着は一定であ
り続ける。表面層がより薄いため、より容易に熱伝導が
生じ、トナー／用紙境界面の温度に影響が及ぼされず
に、より低い表面温度が可能となる。しかしながら、あ
まりに薄すぎるオーバーコート厚みは、エラストマーの
適合性に対して望ましくない。

【００５７】充填剤の含有量が高く、厚さが４〜９ミル
の範囲でより厚くなるにつれて、折り目検査の結果は良
くなり、より薄い層の方がコスト及び熱伝導の理由から
望ましいが、上記範囲内の厚さは、支持体上のトナー画
像に対するロールの適合性を得るために望ましく、約９
ミルを超える厚さではトナーの定着改良で埋め合わせな
いほど表面層のコストが高くなるということに注目され
たい。層の一定の厚みに対して、アルミナ充填剤の添加
が増大するにつれて硬度及び熱伝導率の両方も同様に増
大する。しかしながら硬度が増大するにつれて、適合性
の低下により充填剤の含有量が制限され得る。本発明で
は、フューザロールのコア及びエラストマー境界面の温
度が低められ、そのことによって寿命が保たれ、熱伝導
率が増大して表面に熱がより容易に伝わることになる。
さらに、トナー画像は適切にフュージングされて永久的
に用紙に定着され、コンタクトリーダにおいて過度にチ
ップすることもない。さらに、このフューザ部材と共に
メルカプト官能性離型オイルを使用することで、チェッ
ク及び封筒等の用紙支持体へのＭＩＣＲ等のインクの付
着の問題がなくなる。

【００５８】特定の好適な実施形態に関して本発明を詳
細に述べてきたが、種々の変更及び変形が当業者には明
らかであることが理解されよう。例えば、本発明をフュ
ーザロールに関して示したが、他のフューザ部材、例え
ばロールと圧力接触する平坦な又はカーブしたプレート
部材にも同じように本発明が適用されることが理解され
る。かかる変更及び実施形態は当業者には容易であろう
が、それらは特許請求の範囲内にあるものと意図され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるフューザ部材を使用することので
きるフューザシステムの概略図である。

【図２】米国特許第５，０１７，４３２号で述べたもの
に類似したフューザロールを有するフュージングシステ
ムのフューザロール温度に対する折り目領域検査の結果
を示すグラフである。

【図３】本発明によるフューザ部材を使用するフュージ
ングシステムを用いての折り目領域検査結果を同じよう
に示したグラフである。

【図４】エラストマー材料の所定量当りの焼成アルミナ
充填剤の量の割合を増大させながら熱伝導率の増加を示
したグラフである。

【図５】本発明によるフューザロールを用いた場合のフ
ューザロールコア温度及び表面温度の改良を比較して示
すグラフである。

【符号の説明】

１ フューザロール ２ エラストマー表面 ４ ベース部材 ６ 加熱素子 ８ 加圧ロール １０ 接触弧（ニップ） １２ 支持体 １４ トナー画像 ２２ 離型剤

フロントページの続き (72)発明者 ルイス ディー．フランタンジェロ アメリカ合衆国 14450 ニューヨーク州 フェアポート ウィンチェスター ドラ イヴ 14 (72)発明者 ジョージ ジェイ．ヒークス アメリカ合衆国 14617 ニューヨーク州 ロチェスター オーククレスト ドライ ヴ 72 (72)発明者 アーノルド ダブリュ．ヘンリー アメリカ合衆国 14534 ニューヨーク州 ピッツフォード ディア クリーク ロ ード 43 (72)発明者 アラン アール．クンツ アメリカ合衆国 14580 ニューヨーク州 ウェブスター ウッドランド レーン 427 (72)発明者 ラビン モサー アメリカ合衆国 14564 ニューヨーク州 ヴィクター ヒドン ブルック トレイ ル 269 (72)発明者 デービッド バタット アメリカ合衆国 14618 ニューヨーク州 ロチェスター パルマーストン ロード 85 (72)発明者 サミュエル カプラン アメリカ合衆国 14568 ニューヨーク州 ワルウォース フィンレイ ロード 1974 (72)発明者 サントクー エス．バデシャ アメリカ合衆国 14534 ニューヨーク州 ピッツフォード ブロムレイ ロード 48 (72)発明者 チェ チュング チョウ アメリカ合衆国 14526 ニューヨーク州 ペンフィールド ヴァレー グリーン ドライヴ 286 (72)発明者 デービッド エイチ．パン アメリカ合衆国 14625 ニューヨーク州 ロチェスター ウェストフィールド コ モンズ 10 (72)発明者 デービッド ジェイ．ジェイ．フラサー アメリカ合衆国 14580 ニューヨーク州 ウェブスター ディアハースト レーン 116−10 (72)発明者 ユ−シング チン アメリカ合衆国 14580 ニューヨーク州 ウェブスター ウェックスフォード プ レイス 116

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 寿命の長い熱伝導性のフューザ部材であ
   って、該フューザ部材はベース部材と表面層を含み、該
   表面層はフルオロエラストマーと約０．５〜約１５μｍ
   の平均粒径を有するアルミナ充填剤とを含み、該アルミ
   ナは少なくとも約０．２４Ｗ／（ｍ・Ｋ）の熱伝導率を
   提供する量で前記表面層中に存在する、ことを特徴とす
   るフューザ部材。
2. 【請求項２】 加圧部材と寿命の長い熱伝導性のフュー
   ザ部材とを含む静電写真印刷機用フュージングシステム
   であって、該フューザ部材はベース部材と表面層とを含
   み、該表面層はフルオロエラストマーと約０．５〜約１
   ５μｍの平均粒径を有するアルミナ充填剤とを含み、該
   アルミナは少なくとも約０．２４Ｗ／（ｍ・Ｋ）の熱伝
   導性を提供する量で前記表面層中に存在する、ことを特
   徴とするフュージングシステム。
3. 【請求項３】 メルカプト官能性トナー離型剤の供給
   と、前記フューザ部材の表面層への前記離型剤を配給す
   るための装置と、を含む請求項２に記載のフュージング
   システム。